La carrière lumineuse de Réal Vallée

Jean-François Venne Collaboration spéciale
Dans les dernières années, Réal Vallée a beaucoup travaillé au développement de lasers à fibre émettant dans l’infrarouge moyen.
Photo: Université Laval  Dans les dernières années, Réal Vallée a beaucoup travaillé au développement de lasers à fibre émettant dans l’infrarouge moyen.

Ce texte fait partie du cahier spécial Les prix de l'Acfas

Réal Vallée, professeur au Département de physique, de génie physique et d’optique de l’Université Laval, a remporté le prix Acfas Urgel-Archambault pour les sciences physiques, mathématiques, informatique et génie. L’Acfas célèbre ainsi sa contribution à la recherche en optique et en photonique, en plus de son engagement dans les milieux scientifique et industriel.

En 1960, le physicien américain Theodore Maiman décrivait le fonctionnement du premier laser à rubis, ce qui est considéré comme l’acte de naissance du laser. Hasard de l’histoire ou signe du destin, cela coïncide avec l’année de naissance de M. Vallée, un chef de file mondial de l’optique et de la photonique, spécialisé dans le laser à fibre optique et dans l’interaction laser-matière.

Un bouleversement méconnu

M. Maiman avait réussi à produire un faisceau de lumière amplifiée parfaitement rectiligne. À l’époque, son exploit avait été reçu assez froidement. Le compte rendu de son expérience avait même été refusé par la revue Physical Review Letters, dont les responsables auraient aujourd’hui de quoi se mordre les doigts. « Le laser a permis d’énormes bouleversements technologiques, souligne le professeur Réal Vallée. La révolution Internet, par exemple, n’existerait pas sans la fibre optique, qui sert à acheminer des quantités phénoménales d’information. »

La fibre optique permet de transmettre et de traiter l’information de la lumière, mais aussi de générer de la lumière laser. M. Vallée a beaucoup travaillé ces dernières années au développement de lasers à fibre émettant dans l’infrarouge moyen, qui trouvent des applications dans les secteurs biomédical, manufacturier ou environnemental. Il a notamment élaboré le laser à fibre optique le plus puissant opérant dans l’infrarouge moyen à ce jour.

En introduisant dans les fibres optiques des ions de terres rares, lesquels leur font émettre de la lumière à certaines longueurs d’onde spécifiques, on peut leur conférer certaines fonctions. « Lorsqu’elles émettent dans l’infrarouge moyen, les fibres font vibrer certaines molécules, comme des molécules d’eau, au point où elles peuvent se dissocier, illustre le professeur. Si j’envoie une telle lumière laser sur un tissu biologique composé en grande partie d’eau, je peux faire un scalpel laser. Si j’utilise une autre longueur d’onde, je peux détecter des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. »

Construire une expertise

Né à Québec, M. Vallée a fait des études en physique à l’Université Laval, avant d’entreprendre en 1987 des études postdoctorales à l’Université Rochester, aux États-Unis. Son superviseur de l’époque, Gérard Mourou, a remporté le prix Nobel de physique en 2018, conjointement avec la Canadienne Donna Strickland.

En 1995, M. Vallée rentre au bercail et devient professeur à l’Université Laval. De 2000 à 2020, il dirige le Centre d’optique, photonique et laser, dont il est un membre fondateur. Il a aussi piloté la conception et la construction du pavillon d’optique-photonique, sur le campus de cette université, qui a été inauguré en 2006. Ce pavillon transdisciplinaire accueille des physiciens, des ingénieurs et des chimistes.

En 2016, M. Vallée participe à l’élaboration d’un programme de collaboration internationale qui permet aux professeurs et à leurs équipes, composées notamment de nombreux étudiants, de se joindre à des chercheurs réputés de l’Institut Fraunhofer, établi à l’Université Friedrick-Schiller d’Iéna en Allemagne. « C’est très important pour des étudiants d’être en contact avec des collègues et des chercheurs d’autres pays, cela ajoute une belle profondeur à leur formation », juge M. Vallée.

Impact social

S’il œuvre en recherche fondamentale, M. Vallée souhaite que ses découvertes trouvent des applications bien concrètes et servent à la société. Il insiste sur l’importance que des entreprises se saisissent de ses avancées scientifiques pour développer de nouveaux produits. Depuis 2008, trois firmes ont d’ailleurs essaimé de son laboratoire.

« On a malheureusement eu tendance à opposer recherche fondamentale et recherche appliquée depuis quelques années, mais les deux sont aussi importantes et se complètent, souligne-t-il. On aurait tort de négliger la recherche fondamentale. » Il donne l’exemple de l’Allemagne. Dans ce pays, on trouve deux grands instituts extra-universitaires, dont l’un, la Société Max Planck, se consacre à la recherche fondamentale et l’autre, la Fraunhofer-Gesellschaft, œuvre en recherche appliquée.

S’il se dit touché par la reconnaissance de ses collègues francophones, Réal Vallée ajoute en riant que l’obtention d’un prix Acfas, qui souligne les réalisations d’une carrière, inquiète un peu. « Ça veut dire que je me fais vieux ! » Toujours aussi passionné par son domaine de recherche, il souhaite que l’on redouble d’efforts pour intéresser les jeunes Québécois aux professions scientifiques. Il espère également que les gouvernements feront preuve de vision et continueront de soutenir financièrement la recherche fondamentale.